#音訊處理器 #3D立體聲 #虛擬實境VR/擴增實境AR #運動感測器MotionSensors
【追踪頭部擺動,隨興訂做客製化 3D 聲場】
當視覺隨著高畫質進化後,雙聲道立體聲 (Stereo) 已難以滿足挑剔的耳朵,於是,高級音響多致力增加音箱數目實現 5.1、7.1 聲道的環場音效;不過,若這些音箱皆位於同一高度,依然無法做到真正的三維 (3D) 音頻,更遑論要在筆電或耳機體驗逼真音質。事實上,終端使用者要享受高質感的數位影音,光有頂級播放裝置未必能如願;更多時候,原始錄製方式、類比/數位轉換編碼以及頭端解碼設備將會掣肘最終視聽內容的呈現。
VR/AR 應用更需要所謂的「沈浸感」(immersion),標的物所在方位?相距多遠?將關係到遊戲的酣暢淋漓程度和最終戰果展現,或是職能/醫療訓練的成效。一個好消息是:現在,閱聽者只須借助一款外掛應用程式,就能使用現有頭戴式/入耳式耳機、真真切切感受聲音層次。這意謂無需添購高檔音響設備,也不必忍痛汰換平時慣用的播放媒介就能清楚辨識每種樂器音質與獨特音樂性,因而獲得錄音師、混音師、音樂家等行家認可。
迄今為止,3D 身歷聲僅能從「雙耳效應」麥克風錄製的音訊內容才得以品味。錄製音訊時,須將兩個麥克風放置在模擬人頭的耳道內進行錄製,以「還原」在真實世界中所聽見的聲音流向;意在將聲音設定在所處環境中的某個位置,以「模擬」真實世界的聲源模式。為使左、右聲道如實重現,音量大小、頻率與聲波到達左、右耳的時間差皆需精心設計——當聲音從右邊傳來時,左耳聽到的聲量會較小,音訊範圍也不同於右耳,反之亦然。
當真實世界的聲音反射到牆面或附近物體時,會因空間大小而感知相異;此類手法稱為「心理聲學」,可營造具空間感的聲音,但過程繁複且所需特殊錄音設備要價不斐為其缺點。透過專業軟體程式,所有播放音訊都可獲得 3D 或 5.1 / 7.1 聲道立體環繞聲,尤讓人驚艷的是:它可依頭部位置調整聲音入耳方式,追踪閱聽者的頭部擺動而變化音場效果,讓一般立體聲耳機瞬間變身 3D 高檔播放器;不需依賴雙耳效應麥克風錄製或經特別編碼處理,就能讓閱聽者身歷其境!
利用追踪頭部位置,有兩種接入方式:一是將追踪器固定在耳機頭帶 (橫樑) 上,驅動內建藍牙功能的終端裝置;二是借用電腦內置或網路攝影機,捕捉閱聽者的一舉一動。其工作原理是讓 3D 身歷聲效驅使人類大腦相信聲音真實存在,進而刺激產生相對應的生理反應。它還能設置頭部尺寸等個人化訊息及多種音效選項,測量頭部周長和兩耳間弧長,讓聽到的聲音比預設值更具現場感。如此一來,可加強語音、多媒體音質並創建電影院等不同音場,提供客製化音訊體驗。
延伸閱讀:
《Waves 混音演算+瑞昱音訊處理,平價耳機也能聽取 3D 音質本色》
http://compotechasia.com/a/celue___/2017/0613/35722.html
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#威富思Waves #Nx #瑞昱Realtek #WNX7000 #Cadence #Tensilica
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#運動感測器MotionSensors #微機電MEMS #雙軸加速度計 #運算放大器OPA
【精準傾斜感測,加速度計與運算放大器環環相扣】
前幾篇文章中,我們談到基於微機電 (MEMS) 的運動感測器,在工業、醫療等偵測傾斜、振動及定位用途,其實遠較遊戲、娛樂更具實質意義。今天的視頻分享,就來親眼瞧瞧參考電路的演示吧!影片中的電路設計,可在正、負 180° 內提供 1° 精準度。由於雙軸加速度計透過 x 軸或 y 軸加速產生的輸出電壓,會經由緩衝器對感測器輸出進行衰減和電位偏移,使其位準符合轉換所需;因此,這個加速度計必須具備較低的靜態電流和雜訊密度,以及出色的靈敏度。
之後,由四通道運算放大器 (Operational Amplifier,簡稱 OP / OPA / op-amp) 對這些訊號進行位準偏移、緩衝和放大,確保訊號處於適當位準,以驅動 12 位元雙通道 SAR-ADC 輸入。將訊號數位化之後,評估軟體可處理這些數據,進而計算電路板下緣與重力向量之間的角度。此外,用戶可將元件的每個方向軸置於一個 +1G 和 -1G 場域,以實現多點校準技術、移除兩個軸之間的任何直流偏移誤差或靈敏度失配。
演示視頻:
《ADI:一款基於 MEMS、準確度為 1° 的傾斜感測解決方案》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2016/0715/32501.html
#亞德諾ADI #ADXL203 #AD8608 #AD7887 #CN0189
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#運動感測器MotionSensors #微機電MEMS #慣性量測單元IMU #物聯網IoT #擴增實境AR #無人機
#陀螺儀 #線性加速度效應 #加速度計 #穿戴裝置 #智能家居
【感知工業、醫療、智能家居與無人機舉動的「報馬仔」】
運動感測器 (Motion Sensors) 可不只有遊戲和娛樂的用途!它也是工業和醫療領域的好幫手!工廠的引擎、馬達、渦輪等具有反覆性動力源的機械常發生機械振動 (vibration) 現象,輕者將引發噪音或使用上的不便,重者會造成「共振」現象,使儀器功能失常,甚至破壞整體結構。就算未有明顯振動、只要機械姿態有變,重力分量亦會隨之不同。為及時掌握這些不利狀況並採取必要措施,借助運動感測器探知是有效的方法。
在醫療方面,根據美國疾病控制中心統計,單是在美國,每年就有近 100 萬個膝蓋和髖關節置換手術進行;不過,卻有約 30% 的膝關節置換手術,會因難以確切掌握骨骼內部架構細節而產生錯位。若手術前先以高精度微機電 (MEMS) 感測器追蹤病人的膝關節排列方向 (alignment) 和運動狀況,可精準定位並降低成本。至於消費市場,穿戴裝置、智能家居、智慧儀表等亦常用到三軸加速度計。
在智能家居的保全應用上,只要進入佈防狀態,一旦有人自門窗侵入就會產生振動,而這個振動可用 MEMS 加速度計捕捉到,再經由無線通訊啟動家裡的錄影機或自動與警察單位連線。此類產品的耐用年限短則一年,長則五年、十年起跳,因為沒人想頻繁更換門窗上的檢測設備或更換電池。此外,慣性量測單元 (IMU) 結合圖資軟體後,帶動導航輔助/航位推移 (dead passage) /擴增實境(AR) 等創新應用,將觸角由平面 2D 空間延伸至立體 3D 空間。
延伸閱讀:
《ADI:Motion Sensor 在工業與醫療市場潛力大》
http://compotechasia.com/a/____/2016/1013/33723.html
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